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决定涡轮叶片性能的特点都有什么?

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决定涡轮叶片性能的特点都有什么?

发布日期:2018-08-22 作者: 点击:

  航空发动机和地面燃气轮机被誉为现代工业的“皇冠”, 是国家综合实力的重要标志之一。提高航空发动机的性能就须提升其关键部件——涡轮叶片的性能。涡轮叶片由于处于温度高、应力复杂、环境恶劣的部位而被列为关键件,并被誉为“皇冠上的明珠”。单晶涡轮叶片是目前航空发动机所有零件中制造工序多、周期长、合格率低、国外封锁和垄断严格的发动机零件。增压器涡轮厂家制造单晶涡轮叶片的工序包括压芯、修芯、型芯烧结、型芯检验、型芯与外型模具的匹配、蜡模压注、蜡模X 光检验、蜡模壁厚检测、蜡模修整、蜡模组合、引晶系统系统及浇冒口组合、涂料撤砂、壳型干燥、壳型脱蜡、壳型焙烧、叶片浇注、单晶凝固、清壳吹砂、初检、荧光检查、脱芯、打磨、弦宽测量、叶片X光检查、X光底片检查、型面检查、精修叶片、叶片壁厚检测、终检等制造环节。涡轮叶片的发展经历了细晶强化、定向凝固和铸造单晶三个阶段。除此之外,还须完成涡轮叶片精铸模具设计和制造工作。70~80年代,又由铸造的多品结构发展为定向结晶结构,现在已实现能将整个叶片铸成一个晶体,即单晶叶片,单晶叶片铸件的理想组织是叶根、叶身和叶冠,都由毫无缺陷的多相单晶体组成。增压器涡轮这种改进不仅可提高叶片的耐高温性能,还能延长叶片在高温条件下的工作寿命。从加工工艺上来分,高温合金有变形、铸造和粉末高温合金。

  从上世纪40年代起至今,铸造高温合金有了很大的发展。包括镍基和钴基合金,经常使用的合金不下几十种。增压器动叶片为了满足实际生产的需要和充分发挥铸造合金的综合性能,采用了一些措施来控制晶粒度、改善枝晶偏析和冶金缺陷。高温合金单晶化的方法通常分为液相法,气相法,和固相法三种。概括起来就是控制形核和抑制生长。为了使铸件单晶化,须严格控制凝固时间的温度梯度。制取单晶的另一种方法是籽晶法材料和要铸造部件相同的籽晶安放在模壳的底端,它是金属和水冷却铜板接触的一部分。具有一定过热的熔融金属液在籽晶的上部流过,使籽晶部分熔化,这就避免了由于籽晶表面不连续或加工后的残余应力引发的再结晶所造成的等轴晶形核。同时,过热熔融金属的热量把模壳温度升高到了合金的熔点以上,防止了在模壳壁上形成新的晶粒。金属熔液就从剩余的籽晶部分发生外延生长,凝固成三维取向和籽晶相同的单晶体。


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